GNSS系统中镜像抑制混频器的设计
发布时间：2021-08-15 00:56
随着全球卫星导航系统在我们日常生活中的应用越发广泛,人们对卫星导航接收机射频前端芯片的性能要求越来越高。在射频前端芯片设计中,镜像干扰信号难消除一直是困扰广大电路设计者的一个难题。针对这一现象,本文设计了一款基于Hartely结构的镜像抑制混频器,通过结构优化后的混频核心单元与无源多相滤波器协同作用实现了对镜像干扰信号的良好抑制。本文首先介绍了当下全球卫星导航系统以及其中的射频接收芯片中混频器模块的发展现状。然后分别介绍了几种接收机结构和镜像抑制结构,并在此基础上详细介绍了工程中常用混频器的基本原理、指标和分类。根据此次镜像抑制功能实现的高要求,本文设计了一款高镜像抑制比、高转换增益、单边带噪声系数和线性度指标良好的镜像抑制混频器。整个镜像抑制混频器由缓冲电路模块、混频核心单元模块、无源多相滤波器模块、求和电路模块以及偏置电路模块组成。其中混频核心单元的跨导级采用了共射频输入结构,通过提升电路整体结构的匹配度来实现镜像抑制效果的优化,并在整体结构中加入了大量控制开关来满足不同环境下的需求。电路采用TSMC 0.18μm CMOS工艺进行设计,在设计完成后通过Candence Spect...
【文章来源】：西安邮电大学陕西省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
M0管的直流工作状态信息图
900 774.161 774.161 734.842 导通M48600 599.926 599.926 482.112 导通700 599.926 599.926 482.112 导通770 599.926 599.926 482.112 导通800 599.926 599.926 482.112 导通900 599.926 599.926 482.112 导通M23600 41.0006 599.926 482.833 不导通700 85.1244 599.926 482.23 不导通770 124.995 599.926 482.221 导通800 144.366 599.926 482.23 导通900 216.253 599.926 482.2 导通）瞬态仿真：出缓冲电路的直流静态工作点后，对图 4.2 电路进行瞬态仿真。仿真 和 LON 输入端的交流信号幅度取 85mV。仿真结果如图 4.4 所示，端信号，M1 为输出端信号。输出端 LOP_OUT 和 LON_OUT 的信输入电压摆幅被放大了约 4.8 倍，实现了缓冲电路提高本振信号驱动工艺角为 TT，仿真温度为 27 度。
图 4.7 输出端口瞬态仿真结果中可以看出图 4.5 中混频核心单元输出的四路信号 LOIP、交差分的关系且匹配度较好；波形周期约为 250ns,此次设计的要求。相滤波器相滤波器电路设计单元把射频信号进行下变频后为后级提供中频信号，此中号和无用镜像中频信号。由本次设计的镜像抑制混频器的后接多相滤波器来实现对无用镜像中频信号的抑制。常用相滤波器、有源多相滤波器和 GM-C 复数带通滤波器，三前期对参考文献的阅读和研究以及本次工程设计的需求，相滤波器来实现所需的镜像抑制功能。RVi1Vo
【参考文献】：
期刊论文
[1]GPS/BD射频接收机中镜像抑制混频器设计[J]. 李东亚,黄海生,李鑫,曹新亮,尹强. 电子技术应用. 2017(11)
[2]GPS/BD接收机中电感电容压控振荡器设计[J]. 陈顺舟,黄海生,李鑫,景哏评,王帅. 重庆邮电大学学报(自然科学版). 2016(03)
[3]应用于声纳信标的镜像抑制混频器设计[J]. 李程. 舰船电子工程. 2015(05)
[4]美国防部GPS现代化计划及其备选方案解读[J]. 方秀花,尹志忠,李丽. 装备学院学报. 2012(03)
[5]CMOS模拟集成电路版图设计[J]. 解放,罗闯. 微处理机. 2012(03)
[6]一种低噪声、高增益的直接下变频混频器[J]. 高海军,郭桂良,阴亚东,杜占坤,阎跃鹏. 固体电子学研究与进展. 2009(04)
[7]浅谈CMOS模拟集成电路版图设计的器件匹配方法[J]. 姚芳,李秋利. 集成电路通讯. 2008(04)
[8]1.9GHz高线性度上混频器设计[J]. 席占国,秦亚杰,苏彦锋,洪志良. 固体电子学研究与进展. 2007(01)
[9]2.4GHz CMOS双平衡混频器的设计[J]. 池懿,王文骐,曾令海. 上海大学学报(自然科学版). 2005(05)
[10]RC多相滤波器对镜像抑制性能影响分析[J]. 强铨一,唐守龙,罗岚. 电路与系统学报. 2005(01)
博士论文
[1]高性能CMOS混频器设计技术研究[D]. 唐守龙.东南大学 2005
硕士论文
[1]基于180nmCMOS工艺的混频器研究与设计[D]. 张妮.西安电子科技大学 2016
[2]L波段卫星导航接收机关键模块研究[D]. 范小强.西安电子科技大学 2014
[3]一种用于导航的镜像抑制混频器[D]. 张腾飞.西安电子科技大学 2014
[4]面向卫星导航接收机应用的混频器芯片设计[D]. 周岩.电子科技大学 2009
[5]GPS接收机中CMOS混频器的设计与实现[D]. 江炜.上海交通大学 2009
[6]射频有源正交混频器的设计[D]. 薛茹燕.上海交通大学 2007
[7]无源器件对混频器镜像抑制影响的研究与应用[D]. 强铨一.东南大学 2005
本文编号：3343519
【文章来源】：西安邮电大学陕西省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
M0管的直流工作状态信息图
900 774.161 774.161 734.842 导通M48600 599.926 599.926 482.112 导通700 599.926 599.926 482.112 导通770 599.926 599.926 482.112 导通800 599.926 599.926 482.112 导通900 599.926 599.926 482.112 导通M23600 41.0006 599.926 482.833 不导通700 85.1244 599.926 482.23 不导通770 124.995 599.926 482.221 导通800 144.366 599.926 482.23 导通900 216.253 599.926 482.2 导通）瞬态仿真：出缓冲电路的直流静态工作点后，对图 4.2 电路进行瞬态仿真。仿真 和 LON 输入端的交流信号幅度取 85mV。仿真结果如图 4.4 所示，端信号，M1 为输出端信号。输出端 LOP_OUT 和 LON_OUT 的信输入电压摆幅被放大了约 4.8 倍，实现了缓冲电路提高本振信号驱动工艺角为 TT，仿真温度为 27 度。
图 4.7 输出端口瞬态仿真结果中可以看出图 4.5 中混频核心单元输出的四路信号 LOIP、交差分的关系且匹配度较好；波形周期约为 250ns,此次设计的要求。相滤波器相滤波器电路设计单元把射频信号进行下变频后为后级提供中频信号，此中号和无用镜像中频信号。由本次设计的镜像抑制混频器的后接多相滤波器来实现对无用镜像中频信号的抑制。常用相滤波器、有源多相滤波器和 GM-C 复数带通滤波器，三前期对参考文献的阅读和研究以及本次工程设计的需求，相滤波器来实现所需的镜像抑制功能。RVi1Vo
【参考文献】：
期刊论文
[1]GPS/BD射频接收机中镜像抑制混频器设计[J]. 李东亚,黄海生,李鑫,曹新亮,尹强. 电子技术应用. 2017(11)
[2]GPS/BD接收机中电感电容压控振荡器设计[J]. 陈顺舟,黄海生,李鑫,景哏评,王帅. 重庆邮电大学学报(自然科学版). 2016(03)
[3]应用于声纳信标的镜像抑制混频器设计[J]. 李程. 舰船电子工程. 2015(05)
[4]美国防部GPS现代化计划及其备选方案解读[J]. 方秀花,尹志忠,李丽. 装备学院学报. 2012(03)
[5]CMOS模拟集成电路版图设计[J]. 解放,罗闯. 微处理机. 2012(03)
[6]一种低噪声、高增益的直接下变频混频器[J]. 高海军,郭桂良,阴亚东,杜占坤,阎跃鹏. 固体电子学研究与进展. 2009(04)
[7]浅谈CMOS模拟集成电路版图设计的器件匹配方法[J]. 姚芳,李秋利. 集成电路通讯. 2008(04)
[8]1.9GHz高线性度上混频器设计[J]. 席占国,秦亚杰,苏彦锋,洪志良. 固体电子学研究与进展. 2007(01)
[9]2.4GHz CMOS双平衡混频器的设计[J]. 池懿,王文骐,曾令海. 上海大学学报(自然科学版). 2005(05)
[10]RC多相滤波器对镜像抑制性能影响分析[J]. 强铨一,唐守龙,罗岚. 电路与系统学报. 2005(01)
博士论文
[1]高性能CMOS混频器设计技术研究[D]. 唐守龙.东南大学 2005
硕士论文
[1]基于180nmCMOS工艺的混频器研究与设计[D]. 张妮.西安电子科技大学 2016
[2]L波段卫星导航接收机关键模块研究[D]. 范小强.西安电子科技大学 2014
[3]一种用于导航的镜像抑制混频器[D]. 张腾飞.西安电子科技大学 2014
[4]面向卫星导航接收机应用的混频器芯片设计[D]. 周岩.电子科技大学 2009
[5]GPS接收机中CMOS混频器的设计与实现[D]. 江炜.上海交通大学 2009
[6]射频有源正交混频器的设计[D]. 薛茹燕.上海交通大学 2007
[7]无源器件对混频器镜像抑制影响的研究与应用[D]. 强铨一.东南大学 2005
本文编号：3343519
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